Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-02-25T16:22:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_FragmentosCeramicaArqueologica.pdf: 2730320 bytes, checksum: 17b6905cf4258038493ac0e737626392 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-02-25T17:15:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_FragmentosCeramicaArqueologica.pdf: 2730320 bytes, checksum: 17b6905cf4258038493ac0e737626392 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-25T17:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_FragmentosCeramicaArqueologica.pdf: 2730320 bytes, checksum: 17b6905cf4258038493ac0e737626392 (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os solos tipo Terra Preta Arqueológica (TPA) são reconhecidos por sua elevada fertilidade, em forte contraste com os solos pobres da Amazônia. Esta fertilidade parece persistir mesmo após o seu uso intensivo na agricultura. As TPA são geralmente ricas em fragmentos cerâmicos, importantes registros de que estão interligados com ocupação humana na Préhistória. Muitos estudos se concentraram sobre os aspectos estilísticos das vasilhas cerâmicas representativas desses fragmentos, e mais restritamente são motivos de estudos de caracterização químico-mineral, para identificação de matéria prima, procedência, tecnologia, e principalmente a origem do seu conteúdo em P, variado e relativamente elevado. Esses teores de P estão representados por fosfatos de alumínio, em geral, amorfos a variscitaestrengita, e sua origem é creditada ao uso das vasilhas para o preparo de alimentos. Embora já aventado a possibilidade de que estes fragmentos possam responder pela a fertilidade continuada destes solos, estudos experimentais não foram realizados para demonstrar a potencial contribuição destes fragmentos para reconhecida fertilidade das TPA. O presente trabalho demonstra esta possibilidade, e para atingir este fim foram selecionados fragmentos de três sítios arqueológicos com características distintas situados em diferentes porções da Amazônia: Monte Dourado 1 (Almeirim-PA), Jabuti (Bragança-PA) e Da Mata (São José de Ribamar-MA). Inicialmente 325 fragmentos cerâmicos foram descritos mesoscopicamente e submetidos à caracterização mineralógica e química por DRX; microscopia óptica; TG-ATD; IV-FT; MEV-SED; ICP-MS e ICP-OES; adsorção gasosa; medidas dos parâmetros de fertilidade; e ensaios de dessorção de P. Com estes dados objetivou-se identificar matérias primas, processos produtivos, modificações ocorridas durante o uso e após o descarte, e desta forma avaliar as possíveis contribuições destes fragmentos a fertilidade das TPA. A hipótese de contaminação por nutrientes provindos dos alimentos durante o uso das vasilhas para preparação de alimentos foi comprovada através de experimento em laboratório simulando condições de cozimento, onde foi avaliada a incorporação de cálcio e fósforo em panelas cerâmicas similares as arqueológicas. Os resultados mostram que os antigos povos ceramistas utilizaram matérias primas dos arredores de seus sítios. A composição em termos de uma matriz com metacaulinitica e quartzo, por vezes muscovita é comum a todos os fragmentos, indicando matéria prima rica em caulinita e quartzo, fundamental para produção das vasilhas. A metacaulinita sugere que a queima ocorreu em torno de 550°C. Por outro lado, adições de antiplásticos distintos promoveram diferenças químicas e mineralógicas fazendo com que os fragmentos no seu todo divirjam entre si: os do sítio Da Mata se caracterizam pelo emprego exclusivo de cariapé, em Monte Dourado 1 o cariapé com rochas trituradas de mineralogia complexa, e no Jabuti conchas por vezes cariapé. Fosfatos amorfos são comuns a todos os sítios, embora em teores distintos, sendo que fosfatos de alumínio cristalinos tipo crandallitagoyazita foram encontrados apenas no Jabuti e fosfatos de Fe-Mg-Ca, a segelerita, em Monte Dourado 1. Os fosfatos amorfos e a crandallita-goyazita foram interpretados como indicadores de uso das vasilhas representativas dos fragmentos para preparação de alimentos, enquanto a segelerita uma neoformação ocorrida após o sítio ter sido submetido às condições hidromórficas, que persistem até atualidade. Em termos das concentrações de P, nos fragmentos do sítio Da Mata estão as menores, em média, 1,04% de P₂O₅ que assemelham-se a maioria dos fragmentos já investigados, enquanto os do Jabuti são os mais elevados (em média, 7,75%) já conhecidos, e nos do Monte Dourado 1 são, em média, 2,23% . É provável que os altos teores de P, Ca e Sr sejam provenientes da dieta alimentar a base de mariscos, como demonstra a riqueza em conchas nos fragmentos. Os teores elevados de Ca em Monte Dourado 1 refletem a presença de labradorita no antiplástico. A fertilidade potencial dos fragmentos cerâmicos é nitidamente superior a dos solos TPA quando analisados sem os fragmentos. Portanto é plausível se supor que os fragmentos podem ser fonte dos macronutrientes e micronutrientes. Isto foi comprovado através dos ensaios que comprovara a dessorção de P, a qual ocorre de forma lenta, um aspecto muito importante para reforçar a persistência da fertilidade. Essa dessorção é mais bem descrita pelo modelo de Freundlich que sugere interações entre os íons adsorvidos. O experimento que simulou condições de cozimento mostrou que o Ca e o P podem ser adsorvidos tanto nas paredes quanto nas tampas das panelas cerâmicas, porém concentrações mais elevadas são evidenciadas nas paredes. Embora o Ca tenha sido adsorvido não foi identificada uma fase seja ela amorfa ou cristalina contendo este elemento, provavelmente porque o tempo não foi suficiente. Porém quanto ao P, a adsorção ocorreu, e já a partir de 600 h formou-se variscita, um fosfato de alumínio, nas paredes das panelas. Portanto os fosfatos de alumínio podem se formar ainda nas vasilhas cerâmicas durante o preparo de alimento por cozimento, assim, sua presença nas das vasilhas cerâmicas se constitui, em um importante indicador de uso das mesmas para o cozimento de alimentos e seus fragmentos nos solos são fonte potencial importante de fertilidade. / Soils of the Amazon Dark Earth (ADE) type are known for their high fertility, which contrasts with the typically poor soils found throughout most of the Amazon. The fertility of these soils appears to persist even after their intensive use for agriculture. The ADE are usually rich in sherds, important evidence linking them to the occupation of the region by prehistoric populations. Many studies have focused on the stylistic characteristics of the vessels represented by these sherds, although less attention has been paid to the chemical and mineralogical features of this material, which are important for the identification of the raw material use to produce the artifacts, provenience, technology, and in particular the origin of their relatively high P content. These high levels of P are derived from aluminum phosphates, which are generally amorphous to variscite-strengite, and have been linked to the use of the pots for the preparation of food. While the possible role of the sherds in the maintenance of the fertility of ADE has been widely discussed, no experimental data have been presented to confirm this connection. This study presents systematic evidence that the sherds contribute to the fertility of the soils. For this, sherds were obtained from three archeological sites with distinct characteristics located in different parts of the Amazon: Monte Dourado 1 (Almeirim, Pará), Jabuti (Bragança, Pará), and Da Mata (São José de Ribamar, Maranhão). Initially, 325 sherds were first described mesoscopically and then their chemical and mineralogical composition was determined by XRD, optical microscopy, TGA/DTA, FT-IR, SEM-EDS, ICP-MS and ICP-OES. Different parameters of fertility were then measured, followed by gaseous adsorption tests, and finally, P desorption assays. These data were used to identify the raw materials used in the fabrication of the vessels, details of the productive process, modifications occurring during the use of the utensils and after being discarded, with the aim of evaluating the potential contribution of these sherds to the fertility of the ADE soils. The hypothesis of contamination by nutrients from foods during the use of the vessels for the preparation of meals was confirmed by a laboratory experiment simulating cooking conditions using ceramic pots similar to the archeological artifacts, and measuring the incorporation of Ca and P during the cooking process. The results indicate that the ancient ceramicist peoples used raw materials available in the area surrounding their habitation sites. The composition of the sherds, all of which are made from a matrix of metakaolinite and quartz, and occasionally muscovite, indicating raw materials rich in kaolinite and quartz, which are fundamental to the production of ceramic artifacts. The presence of metakaolinite indicates that the pots were fired at approximately 550°C. However, the addition of different types of antiplastic contributed to chemical and mineralogical variation among sites in the overall composition of the sherds. At Da Mata, only cariapé was used, while at Monte Dourado 1, the cariapé was mixed with crushed rocks with a complex mineralogical content, and at Jabuti, shells were used in addition to cariapé. Amorphous phosphates are common to all the sites, albeit at distinct levels, with crystalline aluminum phosphates of the crandallite-goyazite type being found only at Jabuti, and Fe-Mg-Ca phosphates, segelerite, being exclusive to Monte Dourado 1. The amorphous phosphates and crandallite-goyazite were considered to be indicators of the use of the original pots (from which the sherds were derived) for the preparation of food, whereas the segelerite was interpreted as a neoformation following exposure of the fragments to the hydromorphic conditions that persist to the present day. The lowest phosphorus concentrations-1.04% of P₂O₅ on average- were recorded at Da Mata, and were similar to the majority of sherds studied up until now, whereas the highest concentrations (a mean of 7.75%) were recorded at Jabuti, the highest values yet reported. At Monte Dourado 1, the mean concentration was 2.23%. It seems likely that the high levels of P, Ca, and Sr are related to a diet rich in shellfish, as reflected in the diversity of shells fragments found in the sherds. The high levels of calcium recorded at Monte Dourado 1 reflect the presence of labradorite in the temper. The potential fertility of the sherds is clearly greater than that of the ADE soil when analyzed without the ceramics. It thus seems reasonable to assume that the sherds are the source of the macro- and micronutrients found in the soil. This was confirmed through desorption assays, which showed that P was desorbed at a slow rate, a characteristic which may be especially important for the persistence of fertility. This process is best described by the Freundlich model, which indicates the occurrence of interactions among the adsorbed ions. The experiment that simulated cooking conditions indicated that the Ca and P may be adsorbed into both the sides and lids of the ceramic pots, albeit with higher concentrations being accumulated in the sides. While calcium was adsorbed, no phase of this element was identified, either amorphous or crystalline, probably because the duration of the experiment was too short. By contrast, the chemical adsorption of the P did occur, and after 600 h of cooking, variscite, an aluminum phosphate, formed in the sides of the pots. Aluminum phosphates may thus form in the ceramic vessels during the cooking of food. These results indicate that the presence of aluminum phosphates in the matrix of the ceramic vessels represents a reliable indicator of their use as cooking vessels, and that the sherds of these utensils in the soil constitute a potentially important source of fertility.